DE1024992B

DE1024992B - Siemens-Martin furnace for metallurgical purposes

Info

Publication number: DE1024992B
Application number: DES32300A
Authority: DE
Original assignee: Cockerill Ougree SA
Current assignee: Cockerill Ougree SA
Priority date: 1952-03-07
Filing date: 1953-02-23
Publication date: 1958-02-27

Description

Siemens-Martin-Ofen für metallurgische Zwecke Die Erfindung bezieht sich auf einen Siemens-Martin-Ofen für metallurgische Zwecke.Siemens-Martin furnace for metallurgical purposes The invention relates on a Siemens-Martin furnace for metallurgical purposes.

Die bekannten Siemens-Martin-Öfen mit den notwendigen großen Abmessungen besitzen bei nicht kreisförmigem Querschnitt Seitenwandungen, worunter auch die Vorder- und Rückwand des Ofens zu verstehen sind, die nach außen geneigt verlaufen, so daß die in waagerechten Querschnitten gemessene Breite von der Ofensohle zum Gewölbe stetig zunimmt.The well-known Siemens-Martin ovens with the necessary large dimensions have side walls with a non-circular cross-section, including the The front and rear walls of the furnace are to be understood, which slope outwards, so that the width measured in horizontal cross-sections from the furnace base to the Vault is steadily increasing.

Hierdurch ergeben sich insbesondere folgende \Tachteile: Die oberen Enden der Stützwände bilden in der Nähe des Gewölbes tote Räume. An diesen Stellen bilden sich wirbelnde Gasströme, die örtlichen Verschleiß der feuerfesten Verkleidung hervorrufen und den Wärmeübertragungswirkungsgrad zwischen den zu erhitzenden Stoffen und den heißen Gasen verringern. Außerdem können die Bestandteile des Gewölbes teilweise schmelzen und in Tröpfchenform auf die Stützwände fallen, die hierdurch angegriffen werden, weil sie häufig eine andere chemische Zusammensetzung aufweisen.This results in the following disadvantages in particular: The upper ones Ends of the retaining walls form dead spaces near the vault. In these places swirling gas flows are formed, the local wear of the refractory lining cause and the heat transfer efficiency between the substances to be heated and reduce the hot gases. In addition, the components of the vault can be partially melt and fall in droplet form onto the supporting walls, which are attacked as a result because they often have a different chemical composition.

Die Erfindung schafft dadurch Abhilfe, daß die die Vorderwand und die Rückwand des Siemens-Martin-Ofens bildenden Wände nach der Innenseite des Ofens hin geneigt und von dem sie überdachenden abnehmbaren Gewölbe unabhängige Bauteile sind. Hierdurch schafft die Erfindung die Möglichkeit, den Neigungswinkel dieser Wände in jedem Einzelfalle derart zu wählen, daß man die geringste Spannweite für das Gewölbe erhält, die gerade noch mit einem Maximum von Wärmestrahlung der inneren Ofenauskleidung über dem Einsatz vereinbar ist.The invention provides a remedy that the front wall and the walls that form the rear wall of the Siemens-Martin furnace towards the inside of the furnace inclined and independent of the removable vault covering it are. In this way, the invention creates the possibility of the angle of inclination of this To choose walls in each individual case in such a way that one has the smallest span for the vault receives that with a maximum of thermal radiation from the inner Oven lining over the insert is compatible.

Für Öfen mit kreisförmigem Querschnitt, nämlich Spezialöfen verhältnismäßig geringen Fassungsvermögens für metallurgische Zwecke und Elektrostahlöfen, ist es bekannt, die kreisförmige Seitenwandung unterhalb der Ofenhaube ganz oder teilweise nach innen zu neigen. Es wurde dabei nicht erkannt, daß dieAnwendung einer solchen Neigung auf dieVorder-und Hinterwand eines Siemens-Martin-Ofens nicht nur den vorgenannten Übelstand behebt, sondern überraschende Vorteile mit sich bringt. Dadurch näm-lich, daß bei dem Siemens-Martin-Ofen gemäß der Erfindung die Projektion des Gewölbes auf eine waagerechte Ebene kleiner ist als die Projektion der Ofensohle auf die gleiche Ebene, werden tote Räume für die Strömung der Heizgase vermieden und diese zum Teil zur Ofensohle hin zurückgeworfen. Dies hat eine verringerte Beanspruchung des Gewölbes zur Folge, aus der sich eine Erhöhung der Lebensdauer des Gewölbes um etwa 60% ergibt. Außerdem zeigt überraschenderweise der Ofen gemäß der Erfindung eine um etwa 12% erhöhte Ausbeute bei gleichzeitiger Verringerung des Brennstoffverbrauchs gegenüber entsprechend großen bekannten Siem.ens-Martin-Öfen, die bis zu 20°/o erreichen kann.For furnaces with a circular cross-section, namely special furnaces with a relatively low capacity for metallurgical purposes and electric steel furnaces, it is known to incline the circular side wall below the furnace hood completely or partially inward. It was not recognized that the application of such an inclination to the front and rear walls of a Siemens-Martin furnace not only remedies the aforementioned drawback, but also brings surprising advantages. Characterized, namely that in the open hearth furnace of the invention, the projection of the arch on a horizontal plane according smaller than the projection of the furnace bottom in the same plane, dead spaces for the flow of the hot gases can be avoided and this part to Oven sole thrown back. This results in less stress on the vault, which increases the service life of the vault by around 60%. In addition, the furnace according to the invention surprisingly shows an approximately 12% higher yield with a simultaneous reduction in fuel consumption compared to correspondingly large known Siem.ens-Martin furnaces, which can reach up to 20%.

Weitere Vorteile der Erfindung werden nachstehend im Anschluß an das Ausführungsbeispiel aufgeführt. Die Innenflächen der Ofenwandungen können eben oder gekrümmt ausgeführt sein und erstrecken sich, abgesehen von den Öffnungen für die Arbeits- bzw. Beschickungstüren, stetig von der Sohle bis zum Gewölbe. Sind die Innenflächen eben, so bilden sie vorzugsweise mit einer in der Höhe der Ofensohle verlaufenden waagerechten Ebene einen Winkel, der von der Bauart der Einrichtung unterschiedlich abhängt und sich ferner nach den Arbeitsbedingungen und sonstigen Bedingungen richtet. Der Neigungswinkel dieser inneren Oberflächen gegenüber der Horizontalen liegt im allgemeinen zwischen 45 und 85°. Sind diese Oberflächen der Seitenwandungen gekrümmt bzw. gewölbt, so liegt die Hohlseite der Wölbung nach dem Innern des Ofens zu. Gemäß Ausführungsform der Erfindung besitzen die einander gegenüberliegenden gewölbten Flächen in gleicher Höhenlage gleiche Krümmungsradien; die Krümmungsradien können auch voneinander verschieden sein, und die Seitenwandungen und das von diesen unabhängige Gewölbe können auch gleiche Krümmungsradien erhalten.Further advantages of the invention are described below in connection with the Embodiment listed. The inner surfaces of the furnace walls can be flat or be curved and extend, apart from the openings for the Work or loading doors, steadily from the sole to the vault. Are the Inner surfaces are flat, so they are preferably formed with one at the level of the furnace base extending horizontal plane at an angle that depends on the design of the device depends differently and also depends on the working conditions and others Conditions. The angle of inclination of these inner surfaces with respect to the The horizontal is generally between 45 and 85 °. Are these surfaces the If the side walls are curved or arched, the hollow side of the arch is located after the Inside the furnace. According to an embodiment of the invention, the opposite curved surfaces at the same height have the same radii of curvature; the radii of curvature can also be different from each other, and the side walls and that of these independent vaults can also have the same radii of curvature.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des Ofens nach der Erfindung haben die Innenwandungen parabolische Form. Der Vorteil dieser Form liegt darin, daß der Höchstbetrag der von der Feuerung und dem Bade ausgestrahlten Wärme von den Ofenwandungen auf die Ofensohle reflektiert wird. Ähnlich günstige Reflexionsverhältnisse ergeben sich, wenn die Innenwandungen längs einer aus einer ungeraden Anzahl von Kreisbogen gebildeten Korbbogenlinie verlaufen, deren beide äußeren Kreisbögen den gleichen Krümmungsradius besitzen. Ein solcher Verlauf des Ofenquerschnittes an den Innenwandungen läßt sich einfacher als ein parabolischer Verlauf herstellen.In an advantageous embodiment of the furnace according to the invention the inner walls have a parabolic shape. The advantage of this form lies in this, that the maximum amount of heat radiated by the furnace and the bath is of the furnace walls is reflected on the furnace sole. Similar favorable reflection conditions arise when the inner walls along one of an odd number of Circular arc formed basket arc line run, the two outer arcs of which the have the same radius of curvature. Such a course of the furnace cross-section the inner walls can be produced more easily than a parabolic course.

Die Zeichnung zeigt beispielsweise schematisch und schaubildlich, teilweise im Schnitt, einen abgebrochenen Teil eines Siemens-Martin-Ofens gemäß der Erfindung, dessen Vorderseite weggenommen ist.The drawing shows, for example, schematically and graphically, partly in section, a broken off part of a Siemens-Martin furnace according to of the invention, the front of which is removed.

Gemäß der Zeichnung besitzt der Siemens-Martin-Ofen eine Ofensohle 2, die z. B. auf Trägern 2 a. ruht. Auf der Sohle sind die Seitenwandungen 3 abgestützt, die gemäß der Erfindung nach dein Innern des Ofens zu geneigt sind, d. h., die Innenflächen 3 a. nähern sich einander in dem Maße, in dem sie sich dem Gewölbe 4 nähern. Das von den Wandungen 3 unabhängige Gewölbe ist aus einer Vielzahl getrennter Bauelemente, z. B. (feuerfesten) Mauerziegeln, gebildet, die durch einen nicht gezeichneten Rahmen zu einer Einheit zusammengehalten werden. Beiderseits des die Stützwandungen 3 überdachenden Gewölbes 4 sind Träger 4a zur Aufhängung des Gewölbes angebracht, an denen Stangen 4 b od. dgl. angelenkt sind. In einer der Seitenwandungen 3 sind Beschickungstüren 3 b angebracht, und diesen gegenüber befinden sich in der anderen Seitenwand Ausgußöffnungen 3c. In der Zeichnung sind die Innenwandungen 3 a gekrümmt dargestellt und erstrecken sich stetig von der Sohle zum Gewölbe.According to the drawing, the Siemens-Martin furnace has a furnace base 2, the z. B. on carriers 2 a. rests. The side walls 3 are supported on the sole, which, according to the invention, are inclined towards the interior of the furnace, d. i.e., the inner surfaces 3 a. approach each other as they approach the vault 4. That The vault, which is independent of the walls 3, consists of a large number of separate structural elements, z. B. (refractory) bricks, formed by a frame, not shown be held together as a unit. Both sides of the supporting walls 3 canopy Vault 4 are supports 4a for suspending the vault, on which rods 4 b or the like. Are articulated. In one of the side walls 3 are loading doors 3 b attached, and these are opposite in the other side wall pouring openings 3c. In the drawing, the inner walls 3 a are shown curved and extend steadily from the sole to the arch.

Unter den verschiedenen Vorteilen eines Ofens gemäß der Erfindung ist vor allem noch die sehr erhebliche Verringerung der Größe bzw. Breite des Gewölbes zu nennen, die sich in einer Verringerung des Gewichtes des feuerfesten Werkstoffs, einer erhöhten Festigkeit und darin auswirkt, daß Ausbesserungen schneller und leichter durchgeführt werden können.Among the various advantages of a furnace according to the invention is above all the very considerable reduction in the size and width of the vault to be mentioned, which results in a reduction in the weight of the refractory material, increased strength and makes repairs faster and easier can be carried out.

Zu beachten ist ferner, daß, wenn die feuerfesten Werkstoffe des Gewölbes und der Seitenwandungen voneinander unterschiedliche chemische Eigenschaften besitzen, schädliche Reaktionen zwischen dem einen und dem anderen Teil auftreten könnten. Die Gestaltung eines Ofens gemäß der Erfindung verhindert indessen eine unmittelbare Berührung der Schmelzprodukte der feuerfesten Bestandteile dieser Teile und demzufolge auch eine chemische Reaktion zwischen diesen, so daß der durch Ausschmelzen des Gewölbes bedingte Verschleiß der Auskleidungen dieser Teile herabgesetzt wird.It should also be noted that if the refractory materials of the vault and the side walls have different chemical properties from one another, harmful reactions could occur between one and the other part. The design of a furnace according to the invention, however, prevents an immediate Contact with the melting products of the refractory components of these parts and consequently also a chemical reaction between these, so that the melting out of the Vault-related wear of the linings of these parts is reduced.

Außerdem weisen die feuerfesten Auskleidungen, die die Ofensohle überdachen, bezogen auf ein und dieselbe Oberflächengröße der Sohle, eine geringere äußere abstrahlende Oberfläche als hei den bekannten Ofen auf, so daß der Wärmeverlust bei einem Ofen gemäß der Erfindung gegenüber den bekannten Ofen wesentlich geringer ist.In addition, the refractory linings that cover the furnace floor, based on one and the same surface size of the sole, a lower external radiating Surface as hot the known furnace, so that the heat loss in a furnace according to the invention compared to the known furnace is significantly lower.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Siemens-Martin furnace for metallurgical purposes, characterized in that the walls forming the front wall and the rear wall inclined towards the inside of the stove and removable from the roof covering it Vaults are independent components.

2. Furnace according to claim 1, characterized in that that the inner walls are flat.

3. Oven according to claim 2, characterized in that the inner walls with a horizontal plane at the level of the furnace base Form angles between 45 and 85 °. -1. Furnace according to claim 1, characterized in that that the inner walls are concave. 5. Furnace according to claim 4, characterized in that that the inner walls are parabolic in shape. 6. Furnace according to claim 1, characterized in that that the inner walls are parts of an uneven number of arcs Are basket-arc lines, the two outer arcs of which have the same radius of curvature own. 7. Oven according to claim 1, characterized in that the inner surface one wall is curved, while the opposite surface is flat. References considered: U.S. Patent No. 2-102,190; Beak, Handbuch der Metallhüttenkunde, 2nd edition, Vol. 1, pp. 735 to 739, 741, 791; summer and Pollack, Elektrostabl-Produktion, 1950, p. 113 ff.